用于抛光金属层的浆料组合物及制作半导体装置的方法制造方法及图纸

本揭露提供一种用于抛光金属层的浆料组合物及一种使用所述浆料组合物制作半导体装置的方法。用于抛光金属层的浆料组合物包括：包含金属氧化物的抛光颗粒；包含过氧化氢的氧化剂；以及包含选自由磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯、偏磷酸酯及其盐组成的群组的至少一者的第一抛光调节剂，其中以100重量％的所述用于抛光金属层的浆料组合物计，氧化剂的含量是0.01重量％到0.09重量％。本揭露的浆料组合物可提供高抛光速率。

【技术实现步骤摘要】
用于抛光金属层的浆料组合物及制作半导体装置的方法本申请主张在2017年6月12日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2017-0073205号的优先权，所述韩国专利申请的公开内容全文并入本申请供参考。
本专利技术概念涉及一种用于抛光金属层的浆料组合物及一种制作半导体装置的方法。具体来说，本专利技术概念涉及一种包含抛光调节剂的用于抛光金属层的浆料组合物及一种使用所述浆料组合物制作半导体装置的方法。
技术介绍
在层的平坦化工艺中，可利用例如回蚀工艺(etch-backprocess)、回流工艺(reflowprocess)、化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing，CMP)工艺等。化学机械抛光工艺有利于大面积平坦化。在化学机械抛光工艺中，将要抛光的抛光目标安装在抛光设备上，且可在抛光目标与抛光垫(polishingpad)之间提供含有抛光剂的浆料组合物。同时，通过在使抛光目标接触抛光垫的状态下旋转抛光目标，可将抛光目标的表面平坦化。即，化学机械抛光工艺是包括以下步骤的工艺：通过使浆料组合物中含有的抛光剂及抛光垫的表面突出部与抛光目标的表面机械摩擦对抛光目标的表面进行机械抛光；以及通过使浆料组合物中含有的化学成分与抛光目标的表面彼此发生化学反应而以化学方式移除抛光目标的表面。同时，用于抛光金属层的浆料中所使用的氧化剂可造成对金属层的过度氧化蚀刻。此种氧化蚀刻可能会加剧抛光工艺后的金属层的表面粗糙度，且可降低利用此抛光工艺制作的半导体装置的电特性。尽管可使用氧化剂含量降低的用于抛光金属层的浆料，然而此种浆料可能存在显著降低抛光速率(polishingrate)的问题。
技术实现思路
本专利技术概念的一方面提供一种使氧化蚀刻(oxidativeetching)最小化且提供高抛光速率的用于抛光金属层的浆料组合物。本专利技术概念的另一方面提供一种改善半导体装置的电特性的用于制作半导体装置的方法。根据本专利技术概念的方面，提供一种用于抛光金属层的浆料组合物，所述浆料组合物包括：含有金属氧化物的抛光颗粒；含有过氧化氢的氧化剂；以及含有选自由磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯、偏磷酸酯及其盐组成的群组的至少一者的第一抛光调节剂，其中以100重量％的所述用于抛光金属层的浆料组合物计，氧化剂的含量是0.01重量％到0.09重量％。根据本专利技术概念的方面，提供一种用于抛光金属层的浆料组合物，所述浆料组合物包含抛光颗粒、氧化剂及抛光调节剂，其中以100重量％的所述用于抛光金属层的浆料组合物计，所述抛光调节剂包含：1重量％到6重量％的第一抛光调节剂，所述第一抛光调节剂含有选自由磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯、偏磷酸酯及其盐组成的群组的至少一者；1重量％到5重量％的第二抛光调节剂，所述第二抛光调节剂含有过硫酸盐；以及1重量到％3重量％的第三抛光调节剂，所述第三抛光调节剂含有铁(III)化合物。根据本专利技术概念的方面，提供一种制作半导体装置的方法，所述方法包括：在基底中形成沟槽；形成填充所述沟槽的金属层；以及使用用于抛光所述金属层的浆料组合物将所述金属层的上表面平坦化，其中所述用于抛光金属层的浆料组合物包含：含有金属氧化物的抛光颗粒；含有过氧化氢的氧化剂；以及含有选自由磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯、偏磷酸酯及其盐组成的群组的至少一者的第一抛光调节剂，以100重量％的所述用于抛光金属层的浆料组合物计，氧化剂的含量是0.01重量％到0.09重量％。附图说明通过参照附图详细阐述本专利技术概念的示例性实施例，本专利技术概念的以上及其他方面及特征将变得更显而易见，在附图中：图1到图7是用于解释根据本专利技术概念的一些实施例的一种制作半导体装置的方法的中间步骤图。具体实施方式以下，将参照实施例及附图来阐述根据本专利技术概念的一些实施例的用于抛光金属层的浆料组合物。然而，本专利技术概念并非仅限于所述实施例及附图。根据一些实施例的用于抛光金属层的浆料组合物防止对要抛光的金属层的过度氧化蚀刻，从而使得可充分降低金属层的表面粗糙度且确保充分抛光。根据一些实施例的用于抛光金属层的浆料组合物可包含抛光颗粒、氧化剂、第一抛光调节剂及溶剂。抛光颗粒可用作浆料组合物的抛光剂。抛光颗粒包含金属氧化物。举例来说，抛光颗粒可包含选自由金属氧化物、涂布有有机物质或无机物质的金属氧化物及胶态金属氧化物组成的群组的至少任一者。此外，举例来说，金属氧化物可包括选自由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的群组的至少任一者。抛光颗粒的形状可为球形形状、正方形形状、针状形状或板状形状。抛光颗粒的尺寸可介于40nm到130nm范围内。当抛光颗粒的尺寸小于40nm时，在化学机械抛光工艺中可能无法确保足够的抛光速率。当抛光颗粒的尺寸超过130nm时，抛光速率会显著增大。此外，这使得难以调整抛光选择性，且可能产生凹陷(dishing)缺陷、侵蚀缺陷及表面缺陷。抛光颗粒可包括单一尺寸的颗粒，但也可包括通过用两种或更多种进行混合而得到的尺寸的颗粒。举例来说，抛光颗粒的尺寸在制作工艺期间进行调整，且可具有其中混合有两种颗粒的双峰(bimodal)形式的粒径分布(particlesizedistribution)。作为另一选择，抛光颗粒可具有其中混合有三种颗粒而表现出三个峰的粒径分布。由于尺寸相对较大的抛光颗粒与尺寸相对较小的抛光颗粒相互混合，因此总体抛光颗粒可具有优异的可分散性。此外，此类抛光颗粒也可减少对抛光目标的刮擦。以100重量％的用于抛光金属层的浆料组合物计，抛光颗粒的含量可为1重量％到6重量％。当抛光颗粒的含量小于1重量％时，在化学机械抛光工艺中可能无法确保足够的抛光速率。当抛光颗粒的含量超过6重量％时，抛光速率会过度增大且可能产生过度抛光。另外，随着抛光颗粒的数目增加，至少由于残留在抛光目标的表面上的颗粒吸附性(adsorbability)，可能会在经抛光物体中出现表面缺陷。抛光调节剂充当提高抛光速率的调理剂(conditioningagent)。氧化剂可包含过氧化物系化合物。举例来说，氧化剂可包含过氧化氢。当抛光目标是金属层时，氧化剂可具有比抛光目标高的氧化/还原电势(oxidation/reductionpotential)。即，可通过在化学机械抛光工艺中将金属层氧化来移除氧化剂。以100重量％的用于抛光金属层的浆料组合物计，氧化剂的含量可为0.01重量％到0.09重量％。当氧化剂的含量为0.01重量％或大于0.01重量％时，可在化学机械抛光工艺中确保足够的抛光速率。当氧化剂的含量为0.09重量％或小于0.09重量％时，可通过防止对要抛光的金属层的过度氧化蚀刻来充分降低抛光后的金属层的表面粗糙度。更优选地，以100重量％的用于抛光金属层的浆料组合物计，氧化剂的含量可为0.03重量％到0.07重量％。第一抛光调节剂可为含有选自由磷酸酯(phosphate)、亚磷酸酯(phosphite)、次磷酸酯(hypophosphite)及偏磷酸酯(metaphosphate)或其盐组成的群组的至少一者的化合物。举例来说，第一抛光调节剂可包含选自由以下组成的群组的至少一者：磷酸钾(potassiumphosphate)、磷酸一氢钾(potassiummonohy本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，所述浆料组合物包括：抛光颗粒，包含金属氧化物；氧化剂，包含过氧化氢；以及第一抛光调节剂，包含选自由磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯、偏磷酸酯及其盐组成的群组的至少一者，其中以100重量％的用于抛光所述金属层的所述浆料组合物计，所述氧化剂的含量是0.01重量％到0.09重量％。

【技术特征摘要】
2017.06.12 KR 10-2017-00732051.一种用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，所述浆料组合物包括：抛光颗粒，包含金属氧化物；氧化剂，包含过氧化氢；以及第一抛光调节剂，包含选自由磷酸酯、亚磷酸酯、次磷酸酯、偏磷酸酯及其盐组成的群组的至少一者，其中以100重量％的用于抛光所述金属层的所述浆料组合物计，所述氧化剂的含量是0.01重量％到0.09重量％。2.根据权利要求1所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，所述金属氧化物包括选自由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的群组的至少一者。3.根据权利要求1所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，以100重量％的用于抛光所述金属层的所述浆料组合物计，所述抛光颗粒的含量是1重量％到6重量％。4.根据权利要求1所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，以100重量％的用于抛光所述金属层的所述浆料组合物计，所述氧化剂的含量是0.03重量％到0.07重量％。5.根据权利要求1所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，所述第一抛光调节剂包含选自由以下组成的群组的至少一者：磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、磷酸铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵、磷酸铝、磷酸钠、磷酸氢二钠、氨甲酰磷酸、磷酸钙、磷酸三烯丙酯、磷酸钒、磷酸镁、次磷酸铝、次磷酸钒、次磷酸锰、次磷酸锌、次磷酸镍、次磷酸钴、次磷酸铵、次磷酸钾、磷酸锰、磷酸铅、磷酸镍、磷酸钴、三偏磷酸钠、五偏磷酸钠、六偏磷酸钠、聚偏磷酸钠、次磷酸钠、三偏磷酸铵、五偏磷酸铵、六偏磷酸铵、聚偏磷酸铵、三偏磷酸钾、六偏磷酸钾、聚偏磷酸钾及次磷酸钙。6.根据权利要求1所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，以100重量％的用于抛光所述金属层的所述浆料组合物计，所述第一抛光调节剂的含量是1重量％到6重量％。7.根据权利要求6所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，以100重量％的用于抛光所述金属层的所述浆料组合物计，所述第一抛光调节剂的所述含量是1.5重量％到5重量％。8.根据权利要求1所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，还包括：第二抛光调节剂，包含过硫酸盐。9.根据权利要求8所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，所述第二抛光调节剂包含选自由以下组成的群组的至少一者：过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铁(II)、过硫酸铅(II)、过硫酸铁(III)、过硫酸锡(IV)、过硫酸铅(IV)、过硫酸镍(II)、过硫酸锡(II)、过硫酸锑(III)、过硫酸铜(I)、过硫酸铜(II)、过硫酸铝、过硫酸银、过硫酸锰、过硫酸钙、过硫酸锌、过硫酸钡、过硫酸铬(II)、过硫酸锂、单过硫酸钾、单过硫酸钠及过硫酸。10.根据权利要求8所述的用于抛光金属层的浆料组合物，其特征在于，以100重量％的用于抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴承浩，孔铉九，金正训，李相美，李愚仁，全喜淑，金相均，崔浩，朴钟爀，尹一永，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，凯斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR